2025-2026学年四川省成都市部分省重点中学高一（下）期中物理试卷（含解析）

这是一份2025-2026学年四川省成都市部分省重点中学高一（下）期中物理试卷（含解析），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.我国的天宫空间站绕地球近似做匀速圆周运动，轨道高度约400km。关于天宫空间站和空间站内的宇航员，下列说法正确的是( )
A. 天宫空间站在做匀速圆周运动的过程中，角速度不变
B. 天宫空间站在做匀速圆周运动的过程中，线速度不变
C. 天宫空间站做的匀速圆周运动是匀变速曲线运动
D. 天宫空间站内的宇航员可以利用“体重计”称量自身的质量
2.明代出版的《天工开物》一书中，有牛力齿轮(牛转翻车)的图画。如图，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田，A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，A、B、C三齿轮半径的大小关系为rA>rB>rC。下列说法正确的是( )
A. 齿轮A的角速度比齿轮B的角速度大
B. 齿轮B的角速度比齿轮C的角速度小
C. 齿轮A边缘的向心加速度比齿轮B边缘的向心加速度小
D. 齿轮B边缘的向心加速度比齿轮C边缘的向心加速度小
3.如图甲为盘山景区的观光索道。某段时间其运行的简化示意图如图乙所示，缆车车厢通过悬臂悬挂在倾斜直缆绳上，并沿缆绳匀速上行。车厢水平底板上的货物与车厢保持相对静止，悬臂始终竖直，忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 货物受到的支持力对货物做正功B. 货物受到的重力对货物做正功
C. 货物受到的摩擦力对货物做负功D. 货物受到的合力对货物做负功
4.如图，一半径为R、质量为M的半圆形碗静止在水平地面上。一质量为m的小滑块从碗的边缘无初速度释放，小滑块第一次滑到碗最底端时的速率为v，小滑块与碗间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，碗始终静止。则小滑块第一次滑到碗最底端时，碗受到水平地面的摩擦力大小为( )
A. μ(mg−mv2R)
B. μ(mg+mv2R)
C. μ(Mg+mg−mv2R)
D. μ(Mg+mg+mv2R)
5.北斗导航技术从空间信息层面彻底打破了国外技术垄断，北斗导航卫星包含了地球同步卫星。如图，在某次发射一颗地球同步卫星时，先将其发射到贴近地球表面运行的圆轨道Ⅰ上，再通过椭圆轨道Ⅱ变轨后到达预定圆轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点。下列说法正确的是( )
A. 同步卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度大于在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度
B. 同步卫星在轨道Ⅱ上从A点向B点运行的过程中，速度在增大
C. 同步卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的速度小于在轨道Ⅰ上经过A点时的速度
D. 同步卫星在轨道Ⅲ上运行时，运行速度小于地球的第一宇宙速度
6.如图，天狼星A是在地球上观察到除太阳外全天最亮的恒星，它还有一颗白矮星伴星天狼星B，两者一起绕连线上的O点做匀速圆周运动。已知天狼星A的质量约为天狼星B的2倍。两星可视为质点，两星间的距离为L，天狼星B的质量为M，引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 天狼星A、天狼星B的向心力之比约为2：1
B. 天狼星A、天狼星B做圆周运动的角速度之比约为1：2
C. 天狼星A、天狼星B做圆周运动的线速度之比约为1：2
D. 天狼星A做圆周运动的周期约为T=2π L3GM
7.如图，“辘轳”是我国古代取水的重要设施，通过转动手柄将细绳缠绕到半径为R的转筒上，就可以把水桶从井中提起。某次在水桶刚离开水面时开始计时，转动手柄的角速度ω随时间t变化的关系为：ω=kt(k为常数)，水桶和桶中水的总质量为m，重力加速度大小为g，水桶可视为质点。水桶在竖直向上运动的过程中，经过时间t0，下列说法正确的是( )
A. t0时刻，细绳对水桶拉力的功率为kmgRt0
B. t0时刻，细绳对水桶拉力的功率为(mg+mRt02)kRt0
C. 0～t0的过程中，细绳拉力对水桶做功的平均功率为kmgRt0
D. 0～t0的过程中，细绳拉力对水桶做功的平均功率为12(mg+kmR)kRt0
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示的两幅图表示的是生活中的圆周运动情景。图甲中，两个完全相同且未装水的杯子放在水平餐桌转盘上随转盘做匀速圆周运动，两个杯子离转盘中心的距离不同；图乙为一小型打夯机的简化结构图，固定支架(含电动机)连接着一根长轻杆，轻杆另一端固定着一个小铁球，在某次打夯过程中，小铁球在竖直平面内做匀速圆周运动。两幅图的情景都忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，离转盘中心远的杯子受到的摩擦力更小
B. 图甲中，离转盘中心远的杯子更容易脱离转盘
C. 图乙中，铁球在最高点时，轻杆对铁球的作用力一定竖直向下
D. 图乙中，当铁球运动到与圆心等高处时，轻杆对铁球的作用力大于铁球的重力
9.太阳系八大行星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，且均仅考虑太阳对它们的引力作用，八大行星的轨道半径的对数lgr与周期的对数lgT的关系如图。已知太阳的质量为M，引力常量为G。下列说法正确的是( )
A. 火星的公转线速度小于地球的公转线速度
B. 火星的公转周期小于地球的公转周期
C. 图线的纵截距等于lgGM4π2
D. 图线的斜率等于23
10.如图，某同学设计了如下实验装置研究向心力，质量均为m的套筒A和小球B通过长度为L的轻杆及铰链连接，套筒A套在竖直杆OP上且与原长为L的轻质弹簧连接，小球B可以沿足够长的水平槽滑动，系统静止时，轻杆与竖直方向的夹角为θ=37°。现让系统从静止开始绕OP缓慢加速转动，已知重力加速度大小为g，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，sin37°=0.6，cs37°=0.8。下列说法正确的是( )
A. 系统静止时，小球B受到3个力作用
B. 弹簧的劲度系数为5mgL
C. 系统转动的角速度为ω= 5g3L时，小球B对水平槽的压力等于零
D. 系统转动的角速度为ω= 2gL时，套筒A对弹簧的压力大于2mg
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学利用实验室中的常见装置来描绘平抛运动的轨迹，如图甲所示。
(1)关于该实验，下列说法正确的是______(填标号)。
A.斜槽必须光滑
B.必须调整装置的斜槽末端水平
C.调节调平螺丝，观察重垂线，使面板处于竖直平面内
D.接球挡板必须等距离下移
(2)图乙为某次实验得到的钢球下落时的一系列迹点，在图乙中描绘出其平抛运动的轨迹图线。
(3)以钢球的起抛点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，分析钢球的轨迹，可得钢球的竖直位移与______(填“水平位移”或“水平位移的平方”)成正比。
12.某同学用如图所示的向心力演示仪探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的挡板A、B处和短槽的挡板C处分别到各自转轴中心的距离之比为1：2：1，变速轮塔自上而下有三层，每层左、右圆盘半径之比分别为1：1、2：1和3：1。
(1)若将传动皮带置于变速轮塔的中间层圆盘，皮带不打滑，则左右两侧变速轮塔圆盘边缘的线速度之比为 ，长槽与短槽的角速度之比为 。
(2)若要探究向心力的大小与小球运动半径的关系，将传动皮带置于变速轮塔的最上层圆盘，两质量相同的小球分别放在挡板 (填“A”或“B”)与挡板C处，匀速转动手柄观察到左、右标尺露出的红白相间的等分格数之比为 。
(3)某同学想利用该装置探究质量和线速度一定时，向心力的大小与小球运动半径的关系。他将两质量相同的小球分别放在挡板 (填“A”或“B”)与挡板C处，传动皮带置于变速轮塔的 (填“最上层”“中间层”或“最下层”)圆盘。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.某中子星质量是地球质量的k倍，半径是地球半径的P倍。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球和中子星自转的影响，引力常量为G。求：
(1)地球的质量M；
(2)中子星的第一宇宙速度v1。
14.某辆汽车在平直的路面上以恒定加速度由静止启动，经过t0=40s时汽车达到额定功率Pm=120kW，此后保持功率不变，最终汽车匀速行驶。已知汽车的质量为m=1400kg，运动过程中所受的阻力恒为f=1600N。
(1)求汽车匀速行驶时的速度大小vm；
(2)求汽车匀加速行驶时的加速度大小a和t0时刻的速度大小v；
(3)画出汽车实际功率P随时间t的变化图像。
15.某同学设计了一款有多种玩法的投射装置，装置由足够大的水平转盘、半圆轨道、小球(可视为质点)组成，其截面如图所示，竖直光滑半圆轨道ABC固定在水平转盘上，A为半圆轨道的最低点，C为半圆轨道的最高点，转盘能以AC直线为轴转动。游戏者甲匀速转动转盘，小球位于半圆轨道D处相对于轨道静止，随轨道一起转动。游戏者乙使转盘静止，将小球从A处沿轨道水平弹出，小球恰好能够通过C处，然后落回转盘E处。已知半圆轨道的半径为R=0.4m，OD与OA的夹角为θ=60°，重力加速度大小取g=10m/s2。
(1)求游戏者甲转动转盘的角速度ω的大小；
(2)求游戏者乙的小球落点E和A点的距离s；
(3)游戏者丙为增加游戏难度，在装置左侧放置一个风力发电装置，使小球始终受到水平向右的恒定风力，其大小为小球重力的12。保证转盘静止不动，游戏者丙从AC直线左侧F处(图中未标出)以与水平方向成α(tanα=12)角的速度抛出小球，调节小球抛出的速度大小，小球总能沿切线从C处进入轨道内侧并沿轨道滑下回到转盘上。设F处与C处的水平、竖直距离分别为x、y，求x和y满足的关系式。
答案解析
1.【答案】A
【解析】解：A.天宫空间站在做匀速圆周运动的过程中，角速度不变，故A正确；
B.天宫空间站在做匀速圆周运动的过程中，线速度大小不变，方向变化，故B错误；
C.天宫空间站做的匀速圆周运动是加速度变化的曲线运动，不是匀变速曲线运动，故C错误；
D.由于天宫空间站是完全失重的环境，空间站内的宇航员不可以利用“体重计”称量自身的质量，故D错误。
故选：A。
根据匀速圆周运动的角速度是否变化的知识分析解答；根据线速度的矢量性特点分析解答；根据匀速圆周运动物体的加速度是变化的进行判断；根据完全失重的概念进行分析解答。
考查匀速圆周运动物体的各物理量的分析，理解各物理量的标矢量特性，知道是变加速的曲线运动，属于基础题。
2.【答案】C
【解析】解：AB、齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度大小相等，即vA=vB，因为rA>rB>rC，根据公v=ωr可知ωArC，根据公式a=ω2r可知齿轮B边缘的向心加速度比齿轮C边缘的向心加速度大，故C正确，D错误。
故选：C。
齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度大小相等；B齿轮与齿轮C是同轴传动，角速度相等；结合线速度与角速度关系和向心加速度公式求解即可。
本题考查同缘传动和同轴传动的特点，以及灵活选择物理规律的能力。明确同缘传动，边缘点线速度大小相等；同轴传动，角速度相等是解答的关键。
3.【答案】A
【解析】解：A.对匀速上行的货物受力分析，
货物受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，水平方向无摩擦力。支持力方向竖直向上，位移方向沿缆绳斜向上，支持力与位移方向的夹角为锐角，根据功的定义，力与位移夹角小于90°时力做正功，因此支持力对货物做正功，故A正确；
B.重力方向竖直向下，位移方向沿缆绳斜向上，重力与位移方向的夹角大于90°，根据功的定义，力与位移夹角大于90°时力做负功，因此重力对货物做负功，故B错误；
CD.货物匀速运动，水平方向合力为零，因此不受摩擦力，摩擦力大小为零，摩擦力对货物不做功，合力做的总功为0，故CD错误；
故选：A。
先对匀速上行的货物进行受力分析，由平衡条件可知，货物仅受竖直方向的重力与支持力，水平方向无摩擦力；再根据功的定义，通过各力方向与位移方向的夹角，判断支持力、重力和摩擦力的做功正负。
本题考查受力分析与功的正负判断，核心是利用匀速运动的平衡条件确定货物的受力，再结合功的定义分析各力做功情况，易错点在于误判水平方向存在摩擦力，需注意匀速运动时水平方向无外力平衡摩擦力，故摩擦力为零。
4.【答案】B
【解析】解：由于物体在轨道最低点受重力和支持力作用，两力的合力充当向心力，且合力方向向上，则有：FN−mg=mv2r
所以物块对轨道的压力FN=mg+mv2r
根据滑动摩擦力公式f=μFN可知，f=μ(mg+mv2r)，故B正确，ABD错误。
故选：B。
先对小滑块在碗的最低点受力分析，利用向心力公式求出碗对滑块的支持力；再根据滑动摩擦力公式求出滑块受到的摩擦力，由牛顿第三定律得到滑块对碗的摩擦力；碗静止，水平方向受力平衡，地面摩擦力大小等于滑块对碗的摩擦力大小。
本题考查圆周运动向心力公式与受力平衡的综合应用，关键是分析滑块在最低点的受力，结合向心力公式求出支持力，再通过摩擦力和受力平衡求解地面摩擦力，需注意滑块对碗的摩擦力方向与地面摩擦力的关系。
5.【答案】D
【解析】解：A.根据GMmr2=ma，可知同步卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度，故A错误；
B.同步卫星在轨道Ⅱ上从A点向B点运行的过程中，万有引力做负功，动能减小，速度在减小，故B错误；
C.同步卫星在轨道Ⅰ上经过A点需要加速做离心运动才能变轨道轨道Ⅱ，可知同步卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的速度大于在轨道Ⅰ上经过A点时的速度，故C错误；
D.根据第一宇宙速度是最大的运行速度，同步卫星的轨道半径大，可知同步卫星在轨道Ⅲ上运行时，运行速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。
故选：D。
根据牛顿第二定律列式判断；根据万有引力做功情况进行判断；根据卫星变轨做加减速运动知识分析解答；根据第一宇宙速度和运行速度的知识分析解答。
考查万有引力与圆周运动的相关知识，重点在于理解万有引力做功和变轨原理，属于较低难度考题。
6.【答案】C
【解析】解：天狼星A与天狼星B围绕其连线上的某点做匀速圆周运动，构成双星系统。两者间的万有引力充当各自圆周运动的向心力，且二者周期与角速度相同。
A、依据牛顿第三定律，两星所受万有引力大小相等、方向相反，因此向心力之比为1：1，故A错误；
B、双星模型中角速度相等，故角速度之比为1：1，故B错误；
C、根据mAω2rA=mBω2rB，且mA=2M，mB=M，可得2rA=rB。由线速度公式v=ωr得，线速度之比vA：vB=rA：rB=1：2，故C正确；
D、对天狼星B，万有引力提供向心力，有GmAmBL2=mB4π2T2rB，其中rA+rB=L，mArA=mBrB，代入质量关系得rB=23L。联立解得周期T=2π L33GM，故D错误。
故选：C。
本题描述天狼星A与B构成的双星系统，已知两星质量关系及间距。分析需基于双星模型的核心特征：二者间的万有引力提供各自圆周运动的向心力，且角速度与周期相同。明确向心力由相互引力提供，因此大小相等；结合角速度相同及质量关系，通过向心力公式可推导轨道半径比例，进而得到线速度比例；周期表达式需利用引力等于向心力，并代入轨道半径与质量的关系求解。
本题以双星系统为背景，综合考查万有引力定律与圆周运动知识的结合应用。题目涉及的核心知识点包括双星模型的基本特征、万有引力提供向心力以及向心力公式、线速度与角速度的关系等。本题计算量适中，难度中等，主要考查学生对双星系统基本规律的理解与运用，以及逻辑推理和公式推导能力。题目亮点在于将常见的双星模型与具体的天文观测实例天狼星相结合，增强了物理知识的应用情境。解题关键在于准确掌握双星系统角速度相等、向心力大小相等以及轨道半径与质量成反比等核心关系，并能够灵活运用向心力公式进行周期推导。
7.【答案】D
【解析】解：AB、通过ω=kt和转筒的半径为R可知，水桶的加速度为kR，速度与时间的关系为v=kRt，因此对水桶和桶中水进行受力分析，此时细绳对水桶的拉力T=mg+kmR，因此此时拉力的功率为Tv=(mg+kmR)kRt0，故AB错误；
CD、0～t0的过程中，水桶的位移x=kRt022，因此细绳拉力对水桶做功的平均功率T×xt0=12(mg+kmR)kRt0，故C错误，D正确。
故选：D。
根据角速度与时间的关系推导水桶的线速度、加速度，结合牛顿第二定律求拉力，再用功率公式分析瞬时功率与平均功率的选项。
本题以古代取水设施为背景，考查圆周运动与直线运动的关联、牛顿第二定律及功率计算，区分了瞬时功率与平均功率，是力学综合应用的典型题。
8.【答案】BD
【解析】解：AB、杯子做匀速圆周运动，有f=mω2r，则杯子离转盘中心越近，静摩擦力越小，杯子离转盘中心越远，越容易达到最大静摩擦力，越容易做离心运动脱离转盘，故A错误，B正确；
C、铁球在最高点时，由重力和轻杆的作用力提供向心力，根据牛顿第二定律F+mg=mω2r，其中F为轻杆对铁球的作用力。
当F=0时，mg=mω2r
即ω= gr
当ω> gr时，F>0，轻杆对铁球的作用力竖直向下
当ω< gr时，F 5g3L，此时小球B已离开水平槽，设此时杆与竖直方向夹角为β，对小球B有Fcsβ=mg，对套筒F弹=mg+Fcsβ=2mg，即套筒A对弹簧的压力等于2mg，故D错误。
故选：BC。
根据平衡条件分析判断；根据胡克定律和平衡条件计算劲度系数；根据胡克定律、牛顿第二定律和平衡条件计算；根据题意判断小球B的受力情况，根据平衡条件计算。
本题考查匀速圆周运动，利用整体法和隔离法处理问题，注意小球B与水平槽的作用的临界情况。
11.【答案】BC 水平位移的平方
【解析】解：(1)A.斜槽是否光滑不影响实验，只要保证小球每次从同一位置释放，初速度相同即可，故A错误；
B.为了确保离开斜槽末端时具有水平初速度，必须调整装置的斜槽末端水平，故B正确；
C.调节调平螺丝，观察重垂线，使面板处于竖直平面内，减小描点误差，故C正确；
D.记录小球位置时，不需要每次必须严格地等距离下降，只要保证小球平抛即可，故D错误。
故选：BC。
(2)用平滑曲线连接各点，使大部分点落在曲线上或均匀分布在曲线两侧，远离的点舍去，作出轨迹如下
(3)根据平抛运动的规律有y=12gt2，x=v0t，解得y=g2v02x2，可知钢球的竖直位移与水平位移的平方成正比。
故答案为：(1)BC；(2)
(3)水平位移的平方。
(1)根据做平抛运动的条件分析判断，根据减小描点的误差判断；
(2)用平滑曲线连接各点作出轨迹；
(3)根据平抛运动规律推导表达式判断。
本题考查描绘平抛运动的轨迹实验，关键掌握实验原理和轨迹的描绘方法。
12.【答案】1：1
1：2
B
2：1
B
中间层

【解析】解：(1)左右两侧变速轮塔通过皮带连接，圆盘边缘的线速度相同，线速度之比为1：1，左右均为中间圆盘，半径之比为2：1，由v=ωr可知长槽与短槽的角速度之比为1：2。
(2)若要探究向心力的大小与小球运动半径的关系，需要保持小球质量和运动的角速度不变，将小球分别放在挡板B与挡板C处，小球运动半径之比为2：1，由F=mω2r可知向心力之比为2：1，则匀速转动手柄观察到左、右标尺露出的红白相间的等分格数之比为2：1。
(3)某同学想利用该装置探究质量和线速度一定时，向心力的大小与小球运动半径的关系。他将两质量相同的小球分别放在挡板B与挡板C处，小球运动半径之比为2：1，由v=ωr可知角速度之比为1：2，则变速轮塔半径之比为2：1，故传动皮带置于变速轮塔的中间层圆盘。
故答案为：(1)1：1，1：2；(2)B，2：1；(3)B，中间层。
(1)根据线速度、角速度关系结合装置分析判断；
(2)根据向心力公式结合装置分析判断；
(3)根据线速度、角速度关系结合装置分析判断。
本题关键掌握“探究向心力大小和质量、角速度和半径的关系”的实验原理，利用向心力公式和线速度、角速度及半径关系处理问题的方法。
13.【答案】地球的质量M为gR2G 中子星的第一宇宙速度v1为 kgRP
【解析】解：(1)在地球表面，根据万有引力等于重力，得
GMmR2=mg
解得M= gR2G
(2)对绕中子星附近做匀速圆周运动的卫星，由万有引力提供向心力得
GkM⋅m′(PR)2=m′v12PR
联立解得v1= kgRP
答：(1)地球的质量M为 gR2G；
(2)中子星的第一宇宙速度v1为 kgRP。
(1)在地球表面，根据万有引力等于重力求解地球的质量M；
(2)根据万有引力提供向心力列式，即可求出中子星的第一宇宙速度v1。
本题考查了万有引力定律及其应用，解答此类题目一般要把握两条思路：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。
14.【答案】汽车匀速行驶时的速度大小vm为75m/s 汽车匀加速行驶时的加速度大小a为1m/s2，t0时刻的速度大小v为40m/s 汽车实际功率P随时间t的变化图像如图所示：

【解析】解：(1)汽车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，即F=f=1600N
由P=Fvm得
vm=Pf=120×1031600m/s=75m/s
(2)汽车匀加速运动时，由牛顿第二定律得
F−f=ma
t0=40s时匀加速运动结束，有v=at0
此时汽车达到额定功率Pm，有Pm=Fv
联立可得Pmat0−f=ma
代入数据解得a=1m/s2(a=−157m/s2，匀加速运动，加速度不能为负，舍去)
由v=at0得，v=40m/s
(3)汽车开始阶段做匀加速运动，有P=Fv=Fat，F、a均不变，则P与t成正比，P−t图像为一条过原点的倾斜直线；
t0=40s时汽车达到额定功率Pm=120kW，此后保持功率不变，P−t图像为平行于时间轴的直线，故汽车实际功率P随时间t的变化图像如图所示：
答：(1)汽车匀速行驶时的速度大小vm为75m/s；
(2)汽车匀加速行驶时的加速度大小a为1m/s2，t0时刻的速度大小v为40m/s；
(3)汽车实际功率P随时间t的变化图像如图所示：
(1)汽车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，根据功率公式P=Fv求匀速运动时的速度大小vm；
(2)根据牛顿第二定律、速度—时间公式和功率公式相结合求汽车匀加速行驶时的加速度大小a和t0时刻的速度大小v；
(3)分析汽车功率的变化情况，画出汽车实际功率P随时间t的变化图像。
本题是汽车以恒定加速度启动，要正确分析汽车的受力，根据功率公式判断汽车的实际功率变化情况是关键。
15.【答案】游戏者甲转动转盘的角速度ω的大小是5 2rad/s 游戏者乙的小球落点E和A点的距离s是0.8m 设F处与C处的水平、竖直距离分别为x、y，x和y满足的关系式是y=29x
【解析】解：(1)小球随转盘绕竖直轴AC做匀速圆周运动，圆周运动半径r=Rsin60°对小球受力分析：轨道支持力N沿DO指向圆心，重力mg竖直向下。竖直方向合力为零，水平方向合力提供向心力：竖直方向：Ncs60°=mg
得N=2mg
水平方向：Nsin60°=mω2Rsin60°
代入N=2mg
得2g=ω2R
代入数据可得ω=5 2rad/s
(2)小球恰好通过半圆轨道最高点C，竖直圆周运动临界条件为重力提供向心力：mg=mvC2R
小球从C点水平抛出，竖直方向下落高度ℎ=2R=0.8m
由自由落体公式ℎ=12gt2
代入数据可得t=0.4s，水平方向匀速运动，位移s=vCt=2×0.4m=0.8m，即E与A的距离为0.8m。
(3)小球受水平向右的恒定风力F=12mg
水平加速度ax=Fm=12g
竖直方向仅受重力，加速度为−g，小球沿切线从C点进入轨道，说明到达C点时速度方向水平，竖直分速度为0
设抛出时初速度的水平分量为v0x、竖直分量为v0y由tanα=12得v0y=12v0x
v竖直方向：竖直上抛到速度为0，运动时间t=v0yg
竖直位移y=v0y22g
得v0y2=2gy，水平方向：匀加速直线运动，位移x=v0xt+12axt2
代入v0x=2v0y，t=v0yg、ax=12g
结合v0y2=2gy化简，最终得y=29x。
答：(1)游戏者甲转动转盘的角速度ω的大小是5 2rad/s；
(2)游戏者乙的小球落点E和A点的距离s是0.8m；
(3)设F处与C处的水平、竖直距离分别为x、y，x和y满足的关系式是y=29x。
(1)对随转盘匀速转动的小球受力分析，竖直方向合力为零，水平方向合力提供圆周运动向心力，联立方程求解角速度；
(2)先由竖直圆周运动最高点的临界条件求出C点速度，再将小球从C点开始的运动按平抛运动分解，求解水平位移即落点与A点的距离；
(3)将小球的抛体运动分解为水平匀加速直线运动和竖直上抛运动，结合小球到达C点时速度水平的条件，联立运动学公式推导x与y的关系式。
本题综合考查了匀速圆周运动、竖直圆周运动临界条件、平抛运动与匀变速曲线运动的分解，是圆周运动与抛体运动的综合应用题，对多过程运动分析和物理规律的综合应用能力有较高要求。